你必须知道的系统知识

96
幻影翔
2017.04.01 21:57* 字数 5513

理论部分

镜像

一、镜像的百科定义

1、维基百科

ISO映像是一种光盘的存档文件(英语:archive file),是磁盘映像的类型之一,数据由一张光盘的每个扇区组成,这包括光盘的文件系统。ISO映像文件通常采用文件扩展名.iso。名称ISO取自用于CD-ROM介质的ISO 9660文件系统,但ISO映像也可包含DVD和蓝光光盘使用的UDF(ISO/IEC 13346)文件系统。

ISO映像可以使用三种方式创建:使用磁盘映像软件(英语Comparison_of_disc_image_software)从光盘创建,使用光盘制作软件从一系列文件创建,从另一个磁盘映像文件(英语:Disk_image#File_formats)转换(英语:Data_conversion)而成。在可引导光盘上分发的软件很多都有可下载的ISO映像格式,并且类似的ISO映像大多可以写入光盘(例如CD或DVD)中。

2、百度百科

镜像文件和ZIP压缩包类似,它将特定的一系列文件按照一定的格式制作成单一的文件,以方便用户下载和使用,例如一个测试版的操作系统、游戏等。镜像文件不仅具有ZIP压缩包的“合成”功能,它最重要的特点是可以被特定的软件识别并可直接刻录到光盘上。其实通常意义上的镜像文件可以再扩展一下,在镜像文件中可以包含更多的信息。比如说系统文件、引导文件、分区表信息等,这样镜像文件就可以包含一个分区甚至是一块硬盘的所有信息。

二、镜像的分类与选择

Windows常见的镜像文件一般分为ISO文件GHOST文件两类。

推荐用ISO 类型的镜像文件,因为ISO文件所安装的系统会更稳定

PE

一、PE 的百科定义:

1、维基百科:

Windows预先安装环境(Microsoft WindowsPreinstallation Environment,简称Windows PE或WinPE)是简化版的Windows XP、Windows Server 2003、Windows Vista、Windows 7、Windows 8、Windows 8.1。WinPE是以光盘或其他可携设备作媒介。WinPE作用是方便大企业作出工作站和服务器的企划、给“原始设备制造商”(OEM)制造自定义的Windows操作系统、替换MS-DOS的磁片。Windows PE可理解为Windows的LiveCD。

2、百度百科:

Windows Preinstallation Environment(Windows PE),Windows预安装环境,是带有有限服务的最小Win32子系统,基于以保护模式运行的Windows XP Professional及以上内核。它包括运行Windows安装程序及脚本、连接网络共享、自动化基本过程以及执行硬件验证所需的最小功能。

Windows PE含有Windows XP、Windows Server 2003、Windows Vista、Windows 7、Windows 8、Windows 8.1、Windows 10的PE内核。

二、PE 的技术特点

WinPE是简化版的Microsoft Windows,放在一片可直接引导的CD、DVD光盘或U盘,特点是引导时出现此版本Windows PE简化自之原版本的引导画面,以及出现简单的图形接口(GUI),亦能运行Internet Explorer浏览器。

WinPE支持网络,但只附带以下工具:命令提示符、记事本和一些命令提示符的维护工具。

在微软的批准下,其他软件公司可附上自己的软件于WinPE,令引导电脑时候运行有关的程序。这些软件通常是系统维护,在电脑不能正常运作的情况下,可运用有关的系统维护软件修复电脑。维护软件包括SymantecNorton Ghost等等。

因为和电脑中的系统没有关联,可任意添加/修改/复制系统文件,甚至可以格式化电脑中系统所在的磁盘。这种得天独厚的优势使得PE可以深入操作系统文件

三、PE的分类

1、桌面操作型

带有资源管理器的PE,这类PE的优点是操作方便界面美观友好,缺点是启动相对另外两种类型的PE较慢(因为开机时要加载资源管理器)、资源占用较大。总体而言,比较适合初学者用户使用,也因为操作类似于真实的系统,而得名RAMOS。 同时也是最常见的PE类型。

2、半桌面操作型

不含有资源管理器,但含有作者编写的一种程序代替,最典型的例子就要数安装原版系统时所用的安装PE,这种PE启动较快,资源占用较少,同时操作也比较方便,适合有一定电脑经验的用户使用。

3、命令行版本的PE

这种PE占用资源最少启动最快,同时也是最纯粹的PE。通过命令行来运行程序或者操作,适合高手和专业级用户使用。

------本部分来源于Wikipedia

四、PE 的版本介绍

版本号

介绍

基于最初的Microsoft Windows XP Professional

基于Microsoft Windows XP Professional 含Service Pack 1(SP1)

基于Microsoft Windows Server 2003

基于Microsoft Windows XP Professional 含Service Pack 2(SP2)


系统引导与安装部份

电脑系统都是装在硬盘上面的,而安装在硬盘上的系统的一般启动过程如下:

开机自检—>加载硬盘主引导记录(MBR) —>搜索并激活系统引导文件 —>加载启动配置文件—>加载系统核心文件 —> 完成启动。

按照参与顺序,引导过程涉及下列系统:

BIOS->MBR-> 引导扇区-> 引导加载程序-> 引导加载程序配置 -> Windows 系统(启动画面)

BIOS

基本输入输出系统(BIOS) 启动引导过程。 BIOS 配置决定系统中可引导磁盘的引导顺序。例如:CD 驱动器,然后是硬盘 0,之后是 USB 存储设备。 了解系统的引导顺序非常重要,因为 Windows 无法查询 BIOS 来找出用于引导系统的磁盘。

MBR

主引导记录(Master Boot Record,缩写:MBR),又叫做主引导扇区,是计算机开机后访问硬盘时所必须要读取首个扇区,它在硬盘上的三维地址为(柱面,磁头,扇区)=(0,0,1)。

MBR是由分区程序(如Fdisk,Parted)所产生不依赖于操作系统,而硬盘引导程序也是可以改变的,从而能实现多系统引导。从主引导记录的结构可以知道,它仅包含一个64个字节的硬盘分区表。由于每个分区信息需要16个字节,所以对于采用MBR型分区结构的硬盘(其磁盘卷标类型为MS-DOS),最多只能识别4个主要分区。所以对于一个采用此种分区结构的硬盘来说,想要得到4个以上的主要分区是不可能的。这里就需要引出扩展分区了。

扩展分区也是主分区(Primary partition)的一种,但它与主分区的不同在于理论上可以划分为无数个逻辑分区,每一个逻辑分区都有一个和MBR结构类似的扩展引导记录(EBR)。在MBR分区表中最多4个主分区或者3个主分区+1个扩展分区,也就是说扩展分区只能有一个,然后可以再细分为多个逻辑分区。

在MBR分区表中,一个分区最大的容量为2T,且每个分区的起始柱面必须在这个disk的前2T内。比如,你有一个3T的硬盘,根据要求你至少要把它划分为2个分区,且最后一个分区的起始扇区要位于硬盘的前2T空间内。如果硬盘太大则必须改用GPT。

可引导磁盘的第一个扇区是主引导记录(MBR)。 MBR 包含可引导磁盘的磁盘分区信息。 每个磁盘都有一个“活动”分区。活动分区包含引导扇区,此扇区即为引导过程的下一步。如果磁盘没有活动分区,则无法引导,BIOS 将移动到引导顺序中的下一个磁盘,或者所有磁盘都没有活动分区时,则显示错误。

引导扇区

活动分区的引导扇区位于分区开头的16 个扇区中。 引导扇区包含引导加载程序(NTLDR 或 BOOTMGR)。 如果活动分区中没有有效的引导扇区,BIOS 将显示错误,或显示只有光标的空白屏幕。

引导加载程序和配置

引导加载程序将控制引导过程,并读取其配置文件(boot.ini 或 BOOT\BCD),它会将引导过程指向系统内特定磁盘和分区上的 Windows 安装。

Windows 系统

如果配置文件有效,将开始加载Windows,您会在系统显示器上看到 Windows 启动画面。 如果 Windows 安装包含多个引导选项,用户可以选择要使用的具体 Windows 安装。 配置文件中的任何问题都可能导致系统错误。

GPT

全局唯一标识分区表(GUID Partition Table,缩写:GPT)是一个实体硬盘的分区结构。它是EFI(可扩展固件接口标准)的一部分,用来替代BIOS中的主引导记录分区表。但因为MBR分区表不支持容量大于2.2TB(2.2 × 1012字节)的分区,所以也有一些BIOS系统为了支持大容量硬盘而用GPT分区表取代MBR分区表。

关于MBR和GPT之间的关系:

MBR硬盘中,分区信息直接存储于主引导记录(MBR)中(主引导记录中还存储着系统的引导程序)。但在GPT硬盘中,分区表的位置信息储存在GPT头中。但出于兼容性考虑,硬盘的第一个扇区仍然用作MBR,之后才是GPT头。

与支持最大卷为2TB(Terabytes)并且每个磁盘最多有4个主分区(或3个主分区,1个扩展分区和无限制的逻辑驱动器)的MBR磁盘分区的样式相比,GPT磁盘分区样式支持最大卷为18 EB(Exabytes)(1EB=1048576TB)并且每磁盘的分区数没有上限,只受到操作系统限制(由于分区表本身需要占用一定空间,最初规划硬盘分区时,留给分区表的空间决定了最多可以有多少个分区,IA-64版Windows限制最多有128个分区,这也是EFI标准规定的分区表的最小尺寸)。与MBR分区的磁盘不同,至关重要的平台操作数据位于分区,而不是位于非分区或隐藏扇区。另外,GPT分区磁盘有备份分区表来提高分区数据结构的完整性

其中转换为GPT的时候可以创建两个隐藏分区,ESP和MSR。ESP是efi系统分区用于保存引导文件MSR是微软的保留分区,用于安装操作系统。

简单说明:

1.MBR分区表:(Master Boot Record)即硬盘主引导记录分区表,只支持容量在 2.1TB 以下的硬盘,超过2.1TB的硬盘只能管理2.1TB,最多只支持4个主分区或三个主分区和一个扩展分区,扩展分区下可以有多个逻辑分区。

2.GPT分区表:全局唯一标识分区表(GUID Partition Table),与MBR最大4个分区表项的限制相比,GPT对分区数量没有限制,但Windows最大仅支持128个GPT分区,GPT可管理硬盘大小达到了18EB。只有基于UEFI平台的主板才支持GPT分区引导启动。

GPT分区表下的隐藏分区:

①.ESP分区:EFI system partition,该分区用于采用了EFI BIOS的电脑系统,用来启动操作系统。该分区内存放引导管理程序、驱动程序、系统维护工具等。如果电脑采用了EFI系统,或当前磁盘用于在EFI平台上启动操作系统,则应建议ESP分区。

②.MSR分区:即微软保留分区,是GPT磁盘上用于保留空间以备用的分区,例如在将磁盘转换为动态磁盘时需要使用这些分区空间。

两种硬盘分区模式分别对应的BIOS启动方式

硬盘分区格式为MBR格式,启动模式应该为Legacy;

硬盘分区格式为GUID(GPT)格式,启动模式应该为UEFI。

BIOS简介:

BIOS是英文"Basic Input Output System"的缩略词,直译过来后中文名称就是"基本输入输出系统"。其实,它是一组固化到计算机内主板上一个ROM芯片上的程序,它保存着计算机最重要的基本输入输出的程序、开机后自检程序和系统自启动程序,它可从CMOS中读写系统设置的具体信息。其主要功能是为计算机提供最底层的、最直接的硬件设置和控制

BIOS主要的三个功能

一.自检及初始化

这部分负责启动电脑,具体有三个部分:

①第一个部分用于电脑刚接通电源时对硬件部分的检测,也叫加电自检(Power On Self Test,简称POST),功能是检查电脑是否良好,通常完整的POST自检将包括对CPU,640K基本内存,1M以上的扩展内存,ROM,主板,CMOS存储器,串并口,显示卡,软硬盘子系统及键盘进行测试,一旦在自检中发现问题,系统将给出提示信息或鸣笛警告。自检中如发现有错误,将按两种情况处理:对于严重故障(致命性故障)则停机,此时由于各种初始化操作还没完成,不能给出任何提示或信号;对于非严重故障则给出提示或声音报警信号,等待用户处理。

②第二个部分是初始化,包括创建中断向量、设置寄存器、对一些外部设备进行初始化和检测等,其中很重要的一部分是BIOS设置,主要是对硬件设置的一些参数,当电脑启动时会读取这些参数,并和实际硬件设置进行比较,如果不符合,会影响系统的启动。

③第三个部分是引导程序,功能是引导DOS或其他操作系统。BIOS先从软盘或硬盘的开始扇区读取引导记录,如果没有找到,则会在显示器上显示没有引导设备,如果找到引导记录会把电脑的控制权转给引导记录,由引导记录把操作系统装入电脑,在电脑启动成功后,BIOS的这部分任务就完成了。

二.程序服务处理

程序服务处理程序主要是为应用程序和操作系统服务,这些服务主要与输入输出设备有关,例如读磁盘、文件输出到打印机等。为了完成这些操作,BIOS必须直接与计算机的I/O设备打交道,它通过端口发出命令,向各种外部设备传送数据以及从它们那儿接收数据,使程序能够脱离具体的硬件操作。

三.硬件中断处理

硬件中断处理则分别处理PC机硬件的需求,BIOS的服务功能是通过调用中断服务程序来实现的,这些服务分为很多组,每组有一个专门的中断。例如视频服务,中断号为10H;屏幕打印,中断号为05H;磁盘及串行口服务,中断14H等。每一组又根据具体功能细分为不同的服务号。应用程序需要使用哪些外设、进行什么操作只需要在程序中用相应的指令说明即可,无需直接控制。

后两部分功能虽然是两个独立的内容,但在使用上密切相关。这两部分分别为软件和硬件服务,组合到一起,使计算机系统正常运行。

另外需注意:

BIOS设置不当会直接损坏计算机的硬件,甚至烧毁主板,建议不熟悉者慎重修改设置。用户可以通过设置BIOS来改变各种不同的设置,比如onboard显卡的内存大小。用户手上所有的操作系统都是由BIOS转交给引导扇区,再由引导扇区转到各分区激活相应的操作系统。

BIOS类别

市面上较流行的主板BIOS主要有Award BIOSAMI BIOSPhoenix BIOS三种类型,此外还有中国台湾出的Insyde BIOS

1.Award BIOS

由Award Software公司开发的BIOS产品,在目前的主板中*使用最广泛*。Award BIOS功能较齐全,支持许多新硬件,市面上多数主机板都采用这种BIOS。

2.AMI BIOS

由AMI公司(全称:American Megatrends Incorporated)出品的BIOS系统软件,开发于80年代中期,早期的286、386多采用AMI BIOS,它对各种软、硬件的适应性好,能保证系统性能的稳定,90年代后,绿色节能电脑开始普及,AMI却没能及时推出新版本来适应市场,使得Award BIOS占领了大半壁江山。当然AMI 也有非常不错的表现,新推出的版本依然功能强劲。

3.Phoenix BIOS

由Phoenix公司产品,Phoenix意为凤凰或埃及神话中的长生鸟,有完美之物的含义。Phoenix BIOS 多用于高档的586原装品牌机和笔记本电脑上,其画面简洁,便于操作。

4.Insyde bios

是台湾的一家软件厂商的产品,是一种新兴的BIOS类型,被某些基于英特尔芯片的笔记本电脑采用,如神舟、联想。

BIOS常见设置

标准CMOS(StandardCMOSSetup)

高级设定 (Advanced Setup)

属性设置 (BIOS FEATURES SETUP)

芯片组功能 (CHIPSET FEATURES SETUP)

电源管理 (POWER MANAGEMET SETUP)


两种启动模式:

其中BIOS设置中,有两种启动进入系统的方法,分别是为UEFILegacey。如下图:

UEFI与Legacey

其中(Legacy)BIOS是传统式的,而UEFI(Unified Extensible Firmware Interface)是后来发展出的可扩展固件接口,与legacy BIOS 相比,UEFI最大的几个区别在于

1.编码99%都是由C语言完成;

2一改之前的中断、硬件端口操作的方法,而采用了Driver/protocol的新方式;

3将不支持X86实模式,而直接采用Flat mode(也就是不能用DOS了,现

在有些EFI 或 UEFI 能用是因为做了兼容,但实际上这部分不属于UEFI的定义了);

4.输出也不再是单纯的二进制code,改为Removable Binary Drivers;

5.OS启动不再是调用Int19,而是直接利用protocol/device Path;

6.对于第三方的开发,前者基本上做不到,除非参与BIOS的设计,但是还要受到ROM的大小限制,而后者就便利多了。

7.弥补BIOS对新硬件的支持不足的问题。

从开机流程看他们的不同:

大家都知道Win8系统相对于Win7系统在开机速度上有相当大的提升,这是因为Win8系统为了提升系统性能和对硬件的优化,加入了诸如开机引导及应用预缓存等技术。而其中的UEFI BIOS引导,则能使平台开机更智能,开机速度更快。让我们来看一下他们的开机到进入系统的区别:

这个是传统的Legacy运行流程:

egacy运行流程

这个是UEFI运行流程:

UEFI运行流程

对比采用传统BIOS引导启动方式,UEFI BIOS减少了BIOS自检的步骤,节省了大量的时间,从而加快平台的启动。

更多精彩内容,请关注微信公众号  回味窗 (old-jack006 )

日记本